微專題08-羧酸-酯高二化學(xué)期中期末復(fù)習(xí)微專題(人教版2019選擇性必修3)

微專題08羧酸酯考點1酯化反應(yīng)[典例1]已知酸牛奶中含有乳酸(C3H6O3)。(1)取9g乳酸與足量的金屬鈉反應(yīng)，可生成2.24LH2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，另取9g乳酸與等物質(zhì)的量的乙醇反應(yīng)，生成0.1mol乳酸乙酯和1.8gH2O，由此可推斷乳酸分子中含有的官能團名稱為________。(2)乳酸在Cu作催化劑的條件下發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成的有機物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，由以上事實推知乳酸的結(jié)構(gòu)簡式為________，乳酸催化氧化反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________。(3)2個乳酸分子在一定條件下脫水生成環(huán)酯(C6H8O4)，此環(huán)酯的結(jié)構(gòu)簡式是______________。(4)在一定條件下，乳酸發(fā)生縮聚反應(yīng)生成聚酯，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________。[解析]根據(jù)乳酸的分子式，求出其相對分子質(zhì)量為90,9g乳酸為0.1mol,0.1mol乳酸與0.1mol乙醇反應(yīng)生成0.1mol乳酸乙酯，可知1mol乳酸中含有1mol羧基；又知0.1mol乳酸與足量金屬鈉反應(yīng)生成0.1molH2，可得1mol乳酸分子中還含有1mol醇羥基。根據(jù)乳酸在Cu催化條件下發(fā)生催化氧化的產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，知其產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為，而不是OHC—CH2—COOH，故可推出乳酸的結(jié)構(gòu)簡式為。[答案](1)羧基、醇羥基(2)(3)(4)[典例2]可用如圖裝置制取少量乙酸乙酯(固定和夾持裝置省略)。請?zhí)羁眨?1)試管a中需要加入濃硫酸、冰醋酸和乙醇各2mL，正確的加入順序是________________________________________________________________。(2)為防止a中的液體在實驗時發(fā)生暴沸，在加熱前應(yīng)采取的措施是________________________________________________________________。(3)實驗中加熱試管a的目的是：①______________________________________________________________；②______________________________________________________________。(4)反應(yīng)結(jié)束后，振蕩試管b，靜置，觀察到的現(xiàn)象是________________________________________________________________。[解析](1)濃硫酸溶解時放出大量的熱，因此應(yīng)先加入乙醇，然后邊搖動試管邊慢慢加入濃硫酸，冷卻后再加入冰醋酸。(2)向試管中加入幾片沸石(或碎瓷片)。(3)加熱試管可提高反應(yīng)速率，同時可將乙酸乙酯蒸出，有利于提高乙酸乙酯的產(chǎn)率。(4)試管內(nèi)液體分層，上層為油狀液體。因為乙酸乙酯的密度小于水。[答案](1)先加入乙醇，然后邊搖動試管邊慢慢加入濃硫酸，冷卻后再加入冰醋酸(2)在試管a中加入幾片沸石(或碎瓷片)(3)①加快反應(yīng)速率 ②及時將產(chǎn)物乙酸乙酯蒸出，以利于平衡向生成乙酸乙酯的方向移動(4)b中的液體分層，上層是透明的油狀液體[關(guān)鍵能力]酯化反應(yīng)1．實質(zhì)：酯化反應(yīng)是醇和酸反應(yīng)生成酯和水的一類反應(yīng)，屬于取代反應(yīng)，反應(yīng)中醇羥基中的氫原子與羧酸分子中的—OH結(jié)合生成水，其余部分連接成酯。2．特點：①反應(yīng)很慢，即反應(yīng)速率很小。②反應(yīng)是可逆的，即反應(yīng)生成的酯在同樣條件下，部分發(fā)生水解反應(yīng)，生成相應(yīng)的酸和醇，因此用“”表示。3．酯化反應(yīng)的類型(1)一元醇與一元羧酸之間的酯化反應(yīng)C2H5OH＋CH3COOHeq\o(,\s\up15(濃硫酸),\s\do14(△))CH3COOC2H5＋H2O(2)二元酸與一元醇之間的酯化反應(yīng)(3)二元醇與一元羧酸之間的酯化反應(yīng)(4)二元羧酸與二元醇之間可得普通酯、環(huán)酯和高聚酯的酯化反應(yīng)4．酯化反應(yīng)與酯的水解反應(yīng)的比較酯化水解反應(yīng)原理催化劑濃硫酸稀硫酸或NaOH催化劑的其他作用吸收水使平衡右移，提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率NaOH中和酯水解生成的CH3COOH，提高酯的水解率加熱方式直接加熱熱水浴加熱反應(yīng)類型酯化反應(yīng)(取代反應(yīng))水解反應(yīng)(取代反應(yīng))5．甲酸及甲酸酯的兩種性質(zhì)(1)甲酸eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(醛的性質(zhì)——銀鏡反應(yīng)，與H2還原反應(yīng),羧酸的性質(zhì)——酸的通性，酯化反應(yīng)))點撥：甲酸與銀氨溶液、新制Cu(OH)2發(fā)生的反應(yīng)HCOOH＋2[Ag(NH3)2]OHeq\o(→,\s\up8(△))(NH4)2CO3＋2Ag↓＋2NH3＋H2OHCOOH＋2Cu(OH)2＋2NaOHeq\o(→,\s\up8(△))Cu2O↓＋4H2O＋Na2CO3(2)甲酸酯eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(醛的性質(zhì)——銀鏡反應(yīng)，與H2還原反應(yīng),酯的性質(zhì)——水解反應(yīng)))[提升1]化合物A最早發(fā)現(xiàn)于酸牛奶中，它是人體內(nèi)糖類代謝的中間體，可由馬鈴薯、玉米等發(fā)酵制得。A的鈣鹽是人們喜愛的補鈣劑之一。A在某種催化劑的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，其產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。在濃硫酸作用下，A可發(fā)生如圖所示的反應(yīng)：請回答下列問題：(1)化合物A、B、D的結(jié)構(gòu)簡式________________、________________、________________。(2)寫出下列化學(xué)方程式并標(biāo)明反應(yīng)類型：A→E_____________，________反應(yīng)；A→F__________________，________反應(yīng)。[解析]E能使溴水褪色，說明其分子結(jié)構(gòu)中含碳碳雙鍵；F為六元環(huán)狀化合物，結(jié)合F的分子式可知，F(xiàn)是由2分子乳酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成的。[答案](1)CH3CH(OH)COOHCH3CH(OH)COOCH2CH3CH3COOCH(CH3)COOH[提升2]分子式為C8H16O2的有機物A，它能在酸性條件下水解生成B和C，且B在一定條件下能轉(zhuǎn)化成C。則符合條件的有機物A的結(jié)構(gòu)有________種，其結(jié)構(gòu)簡式為_______________________________________________________________________________。[解析]有機物A能在酸性條件下水解生成B和C，則可判斷A為酯。B在一定條件下能轉(zhuǎn)化成C，說明B為醇、C為羧酸，且兩者的碳原子數(shù)及碳的骨架均相同，因此，醇B和羧酸C分子中均含有4個碳原子，且醇B的分子式應(yīng)為C4H10O，其結(jié)構(gòu)可能為(只寫碳骨架)：(能氧化成羧酸)、(能氧化成羧酸)、(只能氧化為酮)、(不能被催化氧化)，前兩種醇經(jīng)氧化后生成的羧酸(C)可以和原來的醇反應(yīng)生成酯，故符合條件的A的結(jié)構(gòu)有2種。[答案][思維模型]酯類異構(gòu)體的書寫思路(以C5H10O2為例)酯是由羧酸與醇反應(yīng)生成，根據(jù)酯中碳原子數(shù)改變羧酸和相應(yīng)醇的種類確定酯的種類。具體情況有：考點2羧基、酚羥基和醇羥基的比較[典例3]某有機物的結(jié)構(gòu)簡式如圖：(1)當(dāng)此有機物分別和__________、__________、__________(2)根據(jù)(1)可知—OH上H電離由易到難的順序為________(填官能團名稱)。(3)1mol該物質(zhì)與足量金屬鈉反應(yīng)生成________molH2。[解析]由于酸性—COOH>H2CO3>>HCOeq\o\al(－,3)，所以若生成①應(yīng)加入NaHCO3，只與—COOH反應(yīng)；生成②應(yīng)加入NaOH或Na2CO3與酚羥基和—COOH反應(yīng)；生成③應(yīng)加入Na，與—COOH、醇羥基、酚羥基都反應(yīng)。[答案](1)NaHCO3NaOH或Na2CO3Na(2)羧基、酚羥基、醇羥基(3)1.5[提醒]羥基上H原子的活潑性：CH3COOH>H2CO3>>H2O>R—OH。[關(guān)鍵能力]羥基上的氫原子活潑性比較含羥基的物質(zhì)比較項目醇水酚羧酸羥基上氫原子活潑性eq\o(→,\s\up15(逐漸增強))在水溶液中電離程度極難電離難電離微弱電離部分電離酸堿性中性中性很弱的酸性弱酸性與Na反應(yīng)反應(yīng)放出H2反應(yīng)放出H2反應(yīng)放出H2反應(yīng)放出H2與NaOH反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)與NaHCO3反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)反應(yīng)放出CO2能否由酯水解生成能不能能能點撥：①羧酸均為弱酸，低級羧酸，酸性一般比H2CO3強，但高級脂肪酸酸性很弱。②低級羧酸能使紫色石蕊溶液變紅，醇、酚、高級脂肪酸不能使紫色石蕊溶液變紅。③含有n個羥基或羧基的物質(zhì)與Na反應(yīng)：1mol物質(zhì)中含有nmol羥基或羧基，分別對應(yīng)eq\f(n,2)molH2的生成。[歸納總結(jié)](1)利用羥基的活動性不同，可判斷分子結(jié)構(gòu)中羥基的類型。(2)不同類的物質(zhì)電離出H＋的難易程度的一般規(guī)律(由易到難)：羧酸>酚>水>醇。(3)羧酸都是弱酸，不同的羧酸酸性不同，但低級羧酸都比碳酸的酸性強。常見羧酸的酸性強弱：乙二酸>甲酸>苯甲酸>乙酸>高級脂肪酸。(4)低級羧酸能使紫色石蕊溶液變紅，醇、酚、高級脂肪酸不能使紫色石蕊溶液變紅。[提升1]設(shè)計一個簡單的一次性完成的實驗裝置圖，驗證醋酸溶液、二氧化碳溶液、苯酚溶液的酸性強弱順序(CH3COOH>H2CO3>C6H5OH)。(1)除如上圖所示的裝置外，還需要的試劑和裝置是(畫圖)________，其作用是________________________________________________________________，加上該裝置后各接口的連接順序為________________。(2)試管F中的現(xiàn)象是________。(3)有關(guān)化學(xué)方程式是[解析]醋酸與Na2CO3反應(yīng)生成CO2，說明醋酸酸性比碳酸強，CO2通入苯酚鈉溶液中變渾濁，說明碳酸酸性比苯酚強，醋酸易揮發(fā)，用NaHCO3飽和溶液吸收，缺少洗氣瓶。連接順序為A—D—E—B—C—G—H—B—C—F，有關(guān)方程式為：2CH3COOH＋Na2CO3→2CH3COONa＋CO2↑＋H2O，CH3COOH＋NaHCO3→[答案](1)吸收揮發(fā)出來的CH3COOH，避免對實驗產(chǎn)生干擾A—D—E—B—C—G—H—B—C—F(D和E、G和H不可互換)(2)溶液變渾濁(3)2CH3COOH＋Na2CO3→2CH3COONa＋H2O＋CO2↑，CH3COOH＋NaHCO3→CH3COONa＋CO2↑＋H2O，。[提升2]一定質(zhì)量的某有機物和足量Na反應(yīng)可得到氣體VAL，同質(zhì)量的該有機物與足量碳酸氫鈉反應(yīng)，可得到相同條件下氣體VBL，若VA<VB，則該有機物可能是()[答案]C[解析]有機物可與鈉反應(yīng)，說明該有機物中可能含有—OH或—COOH；可與碳酸氫鈉反應(yīng)，說明該有機物含有—COOH。再根據(jù)數(shù)量關(guān)系2—OH～H2、2—COOH～H2、—COOH～CO2進行判斷。A項，—OH與—COOH數(shù)目相同，生成氣體體積相同，錯誤；B項，—OH與—COOH的數(shù)目比為2∶1，生成氣體VA>VB，錯誤；C項，含2個—COOH，生成氣體VA<VB，正確；D項，含1個酚羥基和1個羧基，酚羥基與碳酸氫鈉不反應(yīng)，所以該物質(zhì)與足量的金屬鈉和碳酸氫鈉反應(yīng)放出的氣體體積相等，錯誤。[歸納總結(jié)][提升3]根據(jù)下列圖示內(nèi)容填空：(1)化合物A含有的官能團是__________________________。(2)1molA與2molH2反應(yīng)生成1molE，其反應(yīng)方程式為_______________。(3)與A具有相同官能團的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式是______________________________________________________。(4)B在酸性條件下與Br2反應(yīng)得到D，D的碳鏈不含支鏈，則D的結(jié)構(gòu)簡式是___________________________________________。(5)F的結(jié)構(gòu)簡式是___________________________________；由E→F的反應(yīng)類型是________________________________。[解析]題中給出的已知條件中包含著以下四類信息：①反應(yīng)(條件、性質(zhì))信息：A能與銀氨溶液反應(yīng)，表明A分子內(nèi)含有醛基，A能與NaHCO3反應(yīng)，斷定A分子中含有羧基。②結(jié)構(gòu)信息：從D物質(zhì)的碳鏈不含支鏈，可知A分子也不含支鏈。③數(shù)據(jù)信息：從F分子中碳原子數(shù)可推出A是含4個碳原子的物質(zhì)。④隱含信息：從第(2)問題中提示“1molA與2molH2反應(yīng)生成1molE”可知A分子內(nèi)除了含1個醛基外還含1個碳碳雙鍵。[答案](1)碳碳雙鍵、醛基、羧基[提升4]酚酯合成方法之一是由酚與酰鹵()反應(yīng)制得。是一種醫(yī)藥中間體，常用來制備抗凝血藥，可通過下列路線合成：(1)A與銀氨溶液反應(yīng)有銀鏡生成，則A的結(jié)構(gòu)簡式是__________。(2)B→C的反應(yīng)類型是________。(3)E的結(jié)構(gòu)簡式是________。(4)寫出F和過量NaOH溶液共熱時反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________